SU656744A1 - Станок дл обработки поршней - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к облайхи станкостроени , а точнее к металлорежущим станкам дл  обработки поршней двигателей внутреннего сгорани  или других подобных деталей.

Известен станок дл  обработки порШней овально-бочкообразной формы, содержащий вращающиес  с соотношением скоростей 1:2 и установленные с возможностью перемещени  в осевом направлении друг относительно друга щпиндель издели  и шпиндель инструмента с резцедержател ми , предварительного и чистого резцов, копир продольного профил , размещенный внутри щпиндел  инструмента, привод осевого перемещенир копира относительно резцедержавок и устройство взаимного относительного разворота шпинделей 1.

С целью повыщени  точности обработки и упрощени  конструкции копир продольного профил  выполнен с одной профилирующей поверхностью и снабжен механизмом его поворота вокруг продольной оси.

Механизм поворота копира выполнен в виде зубчатой передачи с передаточным отнощением 1:2, причем щестерн  с меньшим числом зубьев размещена на шпинделе инструмента и св зана с копиром посредством шлицевого соединени , а друга  - на валу устройства взаимного относительного разворота шпинделей.

Между профилирующей поверхностью копира продольного профил  и разцедержавками размещен ползун, св зывающий между собой резцедержавки предварительного и чистового резцов и снабженный двум  щупами , взаимодействующими поочередно с профилирующей поверхностью копира прот

дольного профил .

На фиг. 1 показан станок дл  обработки поршней, вид сбоку в продольном разрезе; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - узел на фиг. I; на фиг. 4- разрез А-А иа фиг. 3; на фиг. 5 - узел Н на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5.

На направл ющих станины 1 установлен с возможностью перемещени  в. направлении О| -Oj стол 2. Бабка 3 издели  установлена на мостике 4, жестко закрепленном на станине 1, и состоит из корпуса 5, устанозленного в нем на подшипниках шпиндел  6 издeJFи , на котором насажен патрон 7 дл  закреплени  поршн  (издели ) 8.

При закреплении порши  8 в матроне 7 ось поршн  соппалает с осью шпиндел  6. и в Л9льмейн1ем ось Oj -Oj буде7 именоватьс  как ось вращени  поршн  (см. фиг. 2). На шпиндель 6 бабки 3 издели  насажено и .чакреплено зубчатое колесо 9. которое находитс  в зацеплении с зубчатым колесом 10, жестко закрепленным на приводном валу 11. Передаточное отношение зубчатых колес 10 и 9 равно 1:1. Вранхение приводного вала 11 осупичтвл етс  через клиноременную передачу (на фигурах не показана) и шкив 12.

Корпус 5 бабки 3 издели  установлен с возможностью изменени  углового положени  оси поршн  Oj-Oj в горизонтальной плоскости относительно направлени  подачи стола Oi -Oi на угол . (см. фиг. 2). Это осуществл етс  разворотом корпуса 5 вокруг пальца 13, закрепленного на приспособлении 14 в виде синусного стола, с помощью которого обеспечиваетс  смещение оси поршн  Oj-Oj в горизонтальной и вертикальной плоскост х, а также наклон оси в вертикальной плоскости относительно направлени  подачи стола О:-Oi. Инструментальна  бабка 15 (см. фиг. 1 и 2) состоит из Kopnyca{S,B котором на подшипниках установ,лен полый щпиндель инструмента 17 с осью вращени  Оз-Оз, несущий инструментальную головку 18 с резцедержавками 19 и 20, в которых закреплены резцы 21 и 22 дл  предварительной и окончательной обработок соответственно.

Резцедержавки 19 и 20 установлены на опорах 23 и св заны ползуном 24 (см. фцг. 3 и 4), в котором жестко укреплены два 1цупа 25 и 26, а также установлен с возможностью осевого перемещени  плунжер 27, поджимаемый плоской пружиной 28. Кроме того, на ползуне 24 выполнены конусные поверхности 29 и 30.

Внутри щпиндел  инструмента 17 установлен копир 31 продольного профил , имеющий одну профилирующую поверхность 32, контактирующую попеременно со щупами 25 илн 26 ползуна 24. На копире 31 продольного профил  выполнены два продольных уступа 33 и 34, вход щих при повороте копира 31 в зацепление с плунжером 27 и обеспечивающих перемещение ползуна 24 до контакта соответствующим щупом 25 или 26 с профилирующей поверхностью 32.Посто нство контакта соотвегствующего щупа 25 или 26 с профилирующей поверхностью 32 осуществл етс  с помощью щариковых фиксаторов 35 или 36, вход щих в конуснЬ1е поверхности 29 или 30 ползуна 24.

Копир 31 продольного профил  с уступами 33 или 34, ползун 24 со щупами 25 и 26, плунжером 27, плоской пружиной 28, а также шариковые фиксаторы 35 и 36 образуют механизм установлени  резцедержавок 19 и 20 с резцами 21 и 22 дл  предварительной и окончательной обработок. На фиг. 1,

3 и 4 показано рабочее положение резце державки 19 с ре.чцом дл  предварительной обработки. Резцедержавка 20 с резцом 22 дл  окончательной обработки находитс  в отведенном нерабочем положении. На шпиндель инструмента 17 насажено и закреплено зубчатое колесо 37 (см , фиг. 1, 5), которое Flaxoдитc  в зацеплении с зубчатым колесом 38, жестко закрепленным на корпусе 39 лопастного цилиндра 40. Передаточное отношение зубчатых колес 37 и .38 равно 1:2. Корпус 39 лопастного цилиндра;40 установлен на валу 41 с возможностью поворота . Лопатки 42 (см. фиг. 6) жестко закреплены на валу 41 с диаметрально противоположных сторон, центрированы по внутренней цилиндрической поверхнбсти корпуса 39 и закрыты крышкой 43. По внутренней цилиндрической поверхности корпуса 39 лопастного цилиндра установлены и закреплены сегментные упоры 44, образующие с лопатками 42 рабочие полости 45 и 46.

Подвод рабочей среды (сжатого возДуха илн жидкости) в соответствующие рабочие полости осуществл етс  по каналам 47 и 48 в валу 41 с помощью распределител  49, надетого на вал 41 и креп щегос  к корпусу 16 инструментальной бабки 15.

В распределителе выполнены два подвод щих канала 50 и 51, обеспечивающих подвод рабочей среды в соответствующие полости 45 и 46 лопастного цилиндра 40 при вращении вала 41.

При подводе рабочей среды по каналу 51 распределител  49, каналу 48 в валу 41 в полости 46 лопастного цилиндра происходит относительный поворот лопаток 42 вместе с валом 41 и корпуса 39 лопастного цилиндра 40 на угол, ограниченный сегментными упорами 44. В данном конструктивном варианте станка этот угол относительнйГо поворота вала 41 с лопатками 42 и корпуса 39 лопастного цилиндра 40 с закрепленной на нем шестерни 38 равен 90°.

При подводе рабочей среды в полости 45 приводной вал 41 с лопатками 42 возвращаетс  в первоначальное положен ие относительно сегментных упоров 44, как показано на фиг. 6.

С валом 41 жестко св зана карданна  передача 52, щлицевой вал 53, который соединен со щлицевым отверстием вала 11 (см. фиг. 1).

Вращение щпиндел  6 бабки издели  осуществл етс  от приводного вала 11 через шестерни 10 и 9 с передаточным отношением 1:1, а через карданную передачу 52, вал 41, шестерни 38 и 37 вращение передаетс  щпинделю инструмента 17. Поскольку передаточное отношение шестерен 38 и 37 равно 2:1, щпиндель инструмента 17 вращаетс  с угловой скоростью 2(1) t синхронно со шпинделем 6 бабки издели , углова  скорость

которого О) t. Лог1;1с;иой цилиндр 40 совместно с валом 41 и распределителем 49 образуют устройство дл  взаимного относительного поворота iiinMH4e. 6 бабки издели  и шпиндел  инструмента 17 при переключении механизма установлени  резнедержавок 19 и 20 с резцами 21 и 22 дл  предварительной и окончательной обработок, осундествл емых последовательно, что св зано с возможностью образовани  поперечного профил  поршней . На консольной части вала 41 (см. фиг. 1, 5) жестко закреплена шестерн  54, наход  да с  в зацеплении с шестерней 55, установленной соосно со шпинделем инструмента 17 в опорах 56. Шестерн  55 посредством шлицевого соединени  св зана с копиром 31 продолыюго профил . Передаточное отношение шестерен 54 и 55 равно 2:1. Корпус 6 инструментальной бабки 15 жестко закреплен на плите 57 (см. фиг. 1, 2), котора , в свою очередь, расположена на столе 2 и имеет возможность измен ть положение оси вращени  шппндел  Oi-О) на угол 4 путем поворота вокруг пальца ., установленного на столе 2. Синхронизаци  поступательного движени  стола 2 с инструментальной бабкой 15, несущей щпиндель инструмента 17, и осевого перемещени  копира 31 продольного профил  внутри шпин/чел  инструмента 17 осуществл етс  с помощью щарнирно-рычажного устройства, состо щего из штока 59 с закрепленным на нем поршнем 60, установленном в гидроцилиндре 61, котор Й смонтировзрт на плите 57. Шток 59 шаркирно св зан с рычагом 62, установленным на оси 63 и с помощью шаровой опоры 64 передающим осевое движение вращающемус  совместно со шпинделем инструмента 17 копиру -31 продольного профил . Упором 65, расположенным на корпусе приспособлени  14, обеспечиваетс  посто нство положени  профилирующей поверхности 32 копира 31- продольного профил  относительно обрабатывае.мой детали. Гидроцилиндром 61 осуществл етс  посто нный контакт штока 59 с упором 65 в процессе предварительной и окончательной обработок. Различные поперечные профили поршней (посто нные или переменные по длине) получаютс  при определенных настройках станка . В зависимости от требуемого поперечного 1фофил  юбки порщн  (эл.типс, кривые, охватываемые эллипсом, кривые, охватывающие эллипс и др.), посто нного по длине, осуществл етс  настройка угловего положени  оси Oj-О вращени  издели  относительно направлени  О -Oi подачи стола 2, равной 0° (/. 0°) как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскост х, настройка величины смещени  оси Oj-О относительно оси Ол-Oi нлщндел  инструмента 17 при помощи приспособлени  14, а также настройка положени  оси Oi-Оз враш,ени  и,,;индел  инструмента относительно направлени  Oi - О| подачи стола 2 на соответствующий угол Ф путем разворота инструмен.тальной бабки 15 вокруг пальца 58. Дл  обработки поршней с поперечными профил ми, переменными по длине издели , осуществл етс  настройка положени  оси О,---О. вращени  издели  относительно направлени  О| -О| подачи стола 2 на угол /. 0° с ) приспособлени  14 в вертикальной плоскости или разворота вокруг пальца КЗ бабки 3 изде.. в горизонтальной плоскости. Дл  придани  требуемой формы юбки поршн  8 последний зажимаетс  в tiaTpoHe 7. При пуске станка стол 2 с инструментальной бабкой 15, несущей щпиндель инструмента 17 с резцедержавками 19 и 20 д,п  предварительной и окончательной обработок , ускоренно подводитс  к бабке 3 издели , после чего происходит перемещение стола с рабочей подачей в направлении d -Oi. Одновременно с включением рабочей подачи стола 2 от электродвигател  через клиноременную передачу н шкиз 12 передаетс  вращение приводному валу 11 бабки 3 издели , через н естерни 10 н 9 щпикделю 6 издели , а через карданную передачу 52, вал 41, шестерни 38 и 37 передаетс  вращение шпинделю инструмента 17. Но поскольку передаточное отношение шестерен 38 и 37 равно 2:1, то шпиндель инструмента 17 вращаетс  с угловой скоростью 2а, t синхронно со шпинделем 6 бабки 3 издели , скорость которого ш t. Копир 31 продольного профил  от в .ла 41, шестерни 54 и 55, передаточное отношение, которых 2:1, получает вращение с углов.ой скоростью 2си t, в результате чего он вращаетс  совместно со шпинделем инструмента 17 с угловой скоростью 2(1) t. Синхронное осевое перемещение копира 31 продольного профил  внутри шпиндел  инструмента 17 происходит с момента контакта штока 59 с упором 65 и осуществл етс  рычагом 62, установленным на оси 63, воздействующим через шаровую опору 64 на вращаюшийс  совместно со шпинделем инструмента 17 копир 3 продольного профил . Копир 31 продольного профил  имеет одну профилирующую поверхность 32, причем в положении, показанном на фиг. 1 и 3, с поверхностью 32 контактирует щуп 25 ползуна 24, что соответствует рабочему полой ению резцеде,ржавки 19 с резцом 2 дл  предварительной обработки. В статическом состо нии контакт щупа 25 с пове})х;.остью 32 .копира 31 продольного про4И-1  обеспечивает шариковый фиксатор 35, гюзлейству ощий на конусную поверхность 29 пслзуна 24. В этот момент второй щуп 26 ползуна 24 находитс  в отведенном нерабочем поожении , что соответствует нерабочему поожению резцедержавки 20 с резцом 22 дл  кончательной обработки. Поскольку в этом

юлпжеиии центр масс ползуна 24 смещен OI носи гельио оси OiOi вращени  шпиндели ннструмента 17, то щуп 25прижимаетс  eiJie при-вращении шпиндел  17 к поверхности 32 копира 31 центробежной силой . При осевом перемещении копира 31 продольного профил  резец 21 резцедерж вки 19, наход щейс  в рабочем положении, перемещаетс  по закону, заданному профилнруюп 1ей поверхностью 32, обеспечива  предварительную обработку гюршн  8.

В конце хода стола 2 i; бабке 3 издели , т.е. после предварительной вбточки поршн  8 резцом 21, установленным в резцедержавке 19, происходит смена положений резцедержавок 19 и 20 с предварительной на окончательную .обточку одновременно с относиХельным поворотом шпиндел  6 бабки 3 издели  и шпиндел  инструмента 17.

При обработке поршн  8 в два прохода, предварительно и окончательно, необходимо учитывать, что резец 22 при переключении резцелержавок 19 и 20 занимает положение, диаметрально противоположное резцу 21, и пропз1юд|:т резание по поперечному профилю , развернутому на 90° по отношению к профилю, обработанному резцом 21. Поэтому при последовательной обработке двум  резцами требуетс  при переключении резцов еще и поворот поршн  8 на 90° относительно резца 22 дл  окончательной обработки , т.е. необходим относительный поворот -на 90° шпиндел  6 бабки 3 издели  с поршнем 8 и шпиндел  инструмента 17 инстру-Ментальной бабки 15.

Относительный поворот шпиндел  6 бабки 3 издели  и шпиндел ,инструмента 17 происходит при подаче рабочей среды в полости 46 лопастного цилиндра 40 по каналам 51 и 48. При этом происходит поворот вала 41 с лопатками 42 относительно сегментных упоров 44 лопастного цилиндра 40. Поскольку шестерн  38 закреплена на корпусе 39 лопастного цилиндра и находитс  в зацеплении с шестерней 37, закрепленной на шпинделе инструмента, а вал 41 соединен со шпинделем 6 бабки 3 издели  посредством шестеренчато-карданной передачи, то обеспечиваетс  необходимый относительный . поворот шпиндел  6 бабки 3 издели  на 90° относительно шпиндел , инструмента .17. .

Поворот вала 41 с лопатками 42 на90° обеспечивает поворот копира 31 продольного профил  внутри шпиндел  инстру.мента 17 на 180°, поскольку передаточное отношение шестерни 54, св занной с валом 41, и щестёрни 55, св занной с помощью шлицевого соединени  с копиром 31 продольного профил , равно 2:1.

Поворотом копира 31 продольного профил  .на 180° относительно шпиндел  инструмента 17 обеспечиваетс  переключение положени  резцедержавок 19 и 20 с предварительной на окончательную обработку. При этом щуп 25 ползуна 24 отводитс  от профилирующей поверхности 32, продольный уступ 34 копира 31 входит в зацепление с плунжером 21, перемеща  ползун 24 до контакта щупа 26 с профилирующей поверхностью 32, а фиксатор 36 входит в конусную поверхность 30, обеспечива  посто р1ство контакта щупа 26. В этом положении резцедержавка 19 с резцом 21 отводитс  от обрабатываемой поверхности поршн  8, а резцедержавка 20 с резцом 22 дл  окончательной обработки занимает рабочее положение.

Далее при движении стола 2 от бабки 3 издели  резец 22 производит окончательную обработку поршн  8, причем посто нство контакта штока 59 с упором 65 ocyniecTвл етс  гидроцилиндром 61, в котором расположен поршень 60, закрепленный на штоке 59.

После ркончательной обработки юбки поршн  8 с резцом 22 отключаетс  вращение шпинделей 6 и 17 с последующим-торможением , происходит смена положений резцедержавок 19 и 20 и относительный поворот в исходное положение шпинделей -6 и 17 при подаче рабочей среды в полости 45 по каналам 50 и 47, и стол 2 ускоренно отводитс  в исходное положение. После замены обрабатываемого поршн  8 цикл повтор етс .

Таким образом, станок обеспечивает предварительную и окончательную обработку поршней с различными поперечными и продольными профил ми.

Так как в предлагаемом станке копир 31 продольного профил  выполнен с одной профилирующей поверхностью 32, зубчатой передачей 54, 55 св зан с устройством дл  взаимного относительного поворота шпиндел  6 бабки 3 издели  и щпиндел  инструмента 17, обеспечивающим /одновременно и поворот копира 3. продольного профил  до контакта профилирующей поверхности 32 с соответствующим щупом ползуна механизма установлени  резцедержавок 19 и 20 с резцами 2 или 22 дл  предварительной и окончательной обработок, станок обеспечивает повышение точности обработки продольного профил  издели  при одновременном упрощении конструкции и сокращении осевых габаритов по сравнению с известным станком.

Claims (3)

1. Станок дл  обработки поршней овально-бочкообразной формы,, содержащий вращающиес  с соотношением скоростей 1:2 и установленные с возможностью перемещени  в осевом направлении друг относительно друга шпиндель издели  и шпиндель инструмента с резцедержател ми предварительного и чистового резцов, копир продольного профил , размещенный внутри шпиндел  инструмента , привод осевого перемещени  копиpa относите1ЫЮ резцедержавок и устройство взаимного относительного разворота шпинделей, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности обработки и упрощени  конструкции, копир продольного профил  выполнен с одной профилирующей поверхностью и снабжен механизмом его поворота вокруг продольной оси.

2. Станок по п. I, отличающийс  тем, что механизм поворота копира выполнен в виде зубчатой передачи с передаточным отнощением 1;2, причем шестерн  с меньшим числом зубьев размещена на шпинделе инструмента и св зана с копиром посредством шлицевого соединени , а друга  - на валу

устройства взаимного относительного разворота шпинделей.

3. Станок по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что между профилирующей повер.хиостью копира продольного профил  и резцедержавками разметен ползун, св зывающий между собой резцедержавки предварительного и чистового резцов и снабженный двум  щупами, взаимодейству1бп1ими поочередно с профилирующей поверхностью копира продольного профил .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

I. Патент США № 3732759, кл. 82-20, 1973.

58 60

W

/„ Ч

fuz.z РигЛ

гз

2J

18

fui.S

33 «3 J.

30

24

27

29

.t

-6

42

fS

8

г fe Фиг. 6